인간의 기억을 컴퓨터에 저장할 수 있을까?

1.1 개요

SF 영화나 애니메이션에서 자주 등장하는 클리셰 중 하나로, 인간의 정체성 그 자체인 기억과 의식을 디지털 데이터로 변환하여 컴퓨터나 가상 공간에 업로드하는 개념이다. 학술적으로는 뇌 마인드 업로딩(Mind Uploading) 또는 홀 브레인 에뮬레이션(Whole Brain Emulation)이라는 용어로 불린다. 트랜스휴머니즘 운동가들과 일부 미래학자들은 이 기술이 완성되면 인간이 육체의 한계를 벗어나 영생을 누릴 수 있을 것이라 주장한다.^{[1]트랜스휴머니스트인 레이 커즈와일은 2045년경 기술적 특이점이 오면 마인드 업로딩을 통해 인간이 영생에 도달할 것이라고 주장한 바 있다.} 하지만 현실은 그리 녹록지 않으며, 기술적 한계는 물론이고 철학적, 윤리적 논쟁이 복잡하게 얽혀 있는 난제 중 난제다.

1.2 기억의 메커니즘과 컴퓨터의 차이

컴퓨터의 기억 방식과 인간의 기억 방식은 근본부터가 다르다. 컴퓨터는 하드디스크나 SSD 같은 저장 장치에 0과 1이라는 이진법 데이터 형태로 파일의 위치와 내용을 명확하게 기록하고 저장한다. 반면 인간의 뇌는 물리적인 '저장 장치'가 따로 존재하지 않는다. 인간의 기억은 약 860억 개의 신경세포(뉴런)와 이들을 연결하는 수백조 개의 시냅스망 전체에 걸쳐 신호의 강도와 네트워크의 형태로 모호하게 분산되어 저장된다.

인간의 기억은 일종의 재구성 과정이다. 기억을 떠올릴 때 뇌는 저장된 동영상 파일을 재생하는 것이 아니라, 남아있는 시냅스의 잔재를 바탕으로 그 당시의 경험을 순간적으로 '재현'해내는 것에 가깝다. 이 때문에 기억은 왜곡되기 쉽고 주관적이다. 컴퓨터처럼 특정 아카이브에서 고정된 데이터를 추출하는 방식이 아니기 때문에, 기억만을 쏙 뽑아내어 이진 데이터로 변환하는 것은 구조적으로 매우 까다롭다.

1.3 현재 기술 수준과 접근 방식

현재 인류의 기술력으로 뇌의 정보를 읽어내는 시도는 BCI(Brain-Computer Interface) 분야를 중심으로 활발히 진행 중이다. 일론 머스크가 설립한 뉴럴링크(Neuralink)처럼 뇌에 미세한 전극을 심어 뇌파를 측정하고, 이를 통해 로봇 팔을 조종하거나 커서를 움직이는 수준까지는 도달했다.

뇌의 지도를 완벽하게 그리는 커넥톰(Connectome) 프로젝트도 진행되고 있다. 예컨대 예쁜꼬마선충이라는 예쁜 이름을 가진 초파리 애벌레 수준의 단순한 생물은 302개의 뉴런과 시냅스 구조가 완전히 밝혀져 컴퓨터상에서 이를 모사하는 데 성공했다.^{[2]https://www.nature.com/articles/nature02656 — 예쁜꼬마선충은 초파리 애벌레가 아니라 선충류에 속하는 개별 생물종이다. 1986년 존 화이트 연구팀이 302개의 뉴런 연결망 전체를 세계 최초로 완전히 밝혀냈다.} 최근에는 쥐의 뇌 일부 구조나 초파리 뇌 전체의 신경망을 고해상도 3차원 영상으로 촬영하여 시냅스 지도화 작업을 완료하는 성과를 거두기도 했다. 하지만 인간의 뇌는 차원이 다른 문제다. 860억 개의 뉴런과 수백조 개의 시냅스를 한 땀 한 땀 스캔하여 데이터화하는 것은 현재의 컴퓨팅 파워와 스캔 기술로는 불가능에 가깝다.

1.4 기술적 및 과학적 장벽

가장 큰 문제는 정보의 해상도와 스캐닝 방식이다. 뇌의 정밀한 네트워크를 파악하려면 뇌를 시냅스 단위까지 아주 미세하게 절단하여 전자현미경으로 촬영해야 한다. 문제는 이 과정을 거치면 대상은 당연히 사망한다는 점이다. 살아있는 사람의 뇌를 손상 없이 실시간으로 시냅스 수준까지 스캔하는 기술은 존재하지 않으며, 가까운 미래에도 등장하기 어렵다는 것이 중론이다.

데이터의 양 역시 압도적이다. 인간 뇌의 신경망 정보를 단순 수치화하는 데만 수십 엑사바이트(EB)에서 수 세타바이트(ZB)에 달하는 데이터 용량이 필요할 것으로 추정된다. 이는 현재 전 세계 인터넷 데이터 유통량에 맞먹는 엄청난 수준이다. 또한 뇌의 작동은 단순한 전기 신호뿐만 아니라 호르몬, 신경전달물질 등 복잡한 화학적 작용과 뇌세포 이외의 지원 세포들(글리아 세포 등)의 영향을 받기 때문에, 단지 뉴런의 연결선만 복사한다고 해서 기억이 완벽히 복제된다는 보장도 없다.

1.5 철학적·윤리적 문제

기술적 한계를 극복하고 기억을 저장하는 데 성공하더라도 '이것이 진짜 나인가?'라는 테세우스의 배 패러독스에 직면하게 된다.^{[3]고대 그리스의 영웅 테세우스의 배에서 부품을 하나씩 교체하다가 결국 모든 부품이 새것으로 바뀌었을 때, 과연 그 배를 원래의 배라고 부를 수 있는지에 대한 유명한 사고실험이다.} 컴퓨터에 업로드된 기억과 인격은 나 자신의 '복사본'일 뿐이며, 원래의 나(원본)는 육체와 함께 사망하는 것이 아니냐는 문제다. 데이터화된 기억이 나 자신이라면, 컴퓨터 속의 나와 현실의 내가 동시에 존재할 경우 어느 쪽이 진짜 나인지 정의하기 힘들어진다.

보안과 인권 문제도 심각하다. 인간의 기억이 컴퓨터 파일 형태로 존재하는 순간, 해킹이나 데이터 조작의 위험에 무방비로 노출된다. 누군가 나의 기억을 임의로 삭제하거나 존재하지도 않는 가짜 기억을 주입할 수 있게 되며, 기억 자체가 타인에게 매매되거나 기업의 상품으로 전락할 위험성도 배제할 수 없다.

1.6 결론

현재의 기술 수준으로는 인간의 기억을 컴퓨터에 저장하는 것은 불가능하며, 머나먼 미래의 영역으로 남아있다. 단순한 감각 신호의 해독을 넘어 한 인간의 경험과 감정이 얽힌 '기억' 전체를 디지털화하기 위해서는 신경과학의 획기적인 발전, 바이오 스캐닝 기술의 혁신, 그리고 슈퍼컴퓨터를 뛰어넘는 양자 컴퓨팅급의 데이터 처리 능력이 전제되어야 한다. 설령 과학적으로 가능해진다 하더라도, 인간의 정체성과 윤리적 기준에 대한 사회적 합의가 이루어지지 않는다면 실제 적용까지는 넘어야 할 산이 아득히 많다.

2.1 커넥톰(Connectome) 프로젝트와 데이터 용량의 한계

인간의 뇌에는 약 860억 개의 신경세포(뉴런)가 존재하며, 이들이 만드는 시냅스 커넥션은 무려 100조 개에 달한다. 뇌의 모든 신경망 지도를 그리는 '커넥톰' 기술을 통해 기억을 데이터화하려는 시도가 이어지고 있으나, 문제는 엄청난 데이터 용량이다. 인간의 뇌 하나에 저장된 기억과 정보의 양은 약 2.5페타바이트(PB), 즉 HD 화질의 동영상을 300만 시간 동안 연속 재생할 수 있는 분량으로 추정된다. 단순 텍스트나 이미지 저장을 넘어 뉴런의 결합 상태와 전기적 신호 강도까지 완전히 디지털로 복제하려면 현재 하드웨어 기술로는 단 한 사람의 뇌를 저장하는 데만 수십 엑사바이트(EB) 급의 데이터 센터가 필요하다는 계산이 나온다.

2.2 마인드 업로딩과 정체성 연속성의 역설

기억을 컴퓨터로 완전 이식하는 개념인 '마인드 업로딩(Mind Uploading)'은 철학계와 뇌과학계에서 강력한 '테세우스의 배' 역설을 불러일으킨다. 만약 한 사람의 뇌 속 기억과 자아를 완벽히 데이터화하여 서버에 업로드하는 데 성공했다 하더라도, 그것은 진짜 '나'인가 아니면 나를 완벽하게 모사한 '디지털 복제품'인가에 대한 논란이다. 원본 인간이 살아있는 상태에서 기억이 컴퓨터에 저장될 경우, 저장된 데이터가 독립된 자아를 주장하면 정체성의 분열이 일어난다. 심지어 업로딩 과정에서 원본 뇌세포가 파괴된다면, 이는 컴퓨터에 나를 저장한 것이 아니라 "자신의 기억을 들고 있는 영리한 AI를 남기고 사망한 것"에 불과하다는 회의론이 지배적이다.

2.3 광유전학과 기억의 전기적 재구성

기억을 '다운로드'하는 것뿐만 아니라 데이터 형태의 기억을 뇌에 '업로드'하는 연구도 진행 중이다. MIT의 토네가와 Susumu 교수 연구팀은 광유전학(Optogenetics) 기술을 이용해 쥐의 뇌세포에 빛을 쬐어 인위적으로 가짜 기억을 심는 데 성공했다.^{[4]https://www.nature.com/articles/nature12525 — 2013년 도네가와 스스무 교수 연구팀은 쥐가 안전한 상자에 있을 때 빛으로 공포 기억에 관여하는 뉴런 집단을 자극하여, 안전한 공간임에도 공포를 느끼도록 만드는 가짜 기억 인위 생성 실험에 성공했다.} 이는 기억이 단순히 뇌에 찍힌 고정된 사진이 아니라, 특정 뉴런 집단(엔그램)의 전기·화학적 활성화 패턴에 불과하다는 것을 증명한다. 즉, 기억을 저장 매체에 파일 형태로 '저장(.txt)'하는 것은 불가능할지 몰라도, 뇌의 시냅스 연결 패턴을 코드로 변환하여 컴퓨터에 보관한 뒤 타인의 뇌나 사이보그 신체에 전기 신호로 재구성하여 주입하는 방식은 과학적으로 불가능한 영역이 아니다.

2.4 뇌 보존을 통한 냉동비축과 커넥톰 보존재재

현재 과학 기술로 기억을 당장 데이터로 전환할 수 없기에, 미래의 컴퓨터 기술에 기대어 '뇌를 먼저 보존'하려는 기술이 상용화되어 있다. 미국 'Nectome(넥톰)' 같은 스타트업은 인간이 사망 직전일 때 화학 물질을 투입하여 시냅스 구조를 유리화(Vitrification) 상태로 완벽히 고정하는 기술을 개발했다. 뇌의 물리적 구조(시냅스 연결망)만 완벽히 보존해 두면, 수백 년 뒤 고성능 AI와 스캐너가 개발되었을 때 이 고정된 뇌를 분자 단위로 스캔하여 컴퓨터 속 기억으로 복원할 수 있다는 논리다. 단, 이 과정에서 뇌가 완벽히 고정되려면 치명적인 화학 물질이 들어가므로 '100% 합법적 조력 자살'을 전제로 한다는 기괴한 조건이 붙는다.^{[5]넥톰의 창업자 로버트 맥킨토시는 해당 보존 기술을 '100% 치명적인 서비스'라고 표현했으며, 이로 인해 윤리적 논란이 커지자 MIT와의 협력이 중단되기도 했다.}